JPH0236166B2 - - Google Patents
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- JPH0236166B2 JPH0236166B2 JP57196671A JP19667182A JPH0236166B2 JP H0236166 B2 JPH0236166 B2 JP H0236166B2 JP 57196671 A JP57196671 A JP 57196671A JP 19667182 A JP19667182 A JP 19667182A JP H0236166 B2 JPH0236166 B2 JP H0236166B2
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- light
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- radiation
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/0338—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect structurally associated with a photoconductive layer or having photo-refractive properties
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はマイケルソン干渉計の原理に基づいて
構成した干渉計に関する。マイケルソン干渉計
は、一般に、単色放射線源、鏡によつて終端した
2つの測定アームに供給する、例えば半透明板の
如く光学ビームスプリツター手段、及び2つの測
定アームに沿つて往復運動をした放射線を光学ス
プリツター手段を介して重ね合せるように配置さ
れた放射線検出器から成る。このような装置は、
測定アームに沿う光学放射線の伝播に影響するよ
うな多数の物理量を測定することが可能である。
これらの物理量のあるものは、測定アームの各々
における光学放射線の伝播方向がどのようなもの
であろうと、同一の伝達遅延を発生させる相反効
果を生じさせる。他の物理量は光学放射線の伝播
の関数として異なつたように伝達遅延に影響する
非相反効果に導く。通常考えられる非相反効果は
フアラデイー効果及び相対論的慣性効果である。
フアラデイー効果は、磁界が好ましい電子スピン
配向を生じさせるような材料媒質から測定アーム
が成るとき、生じる。この効果を用いることによ
つて、干渉計で電流の測定に適用できるものであ
る。この場合、測定アームは、各端で励振される
光フアイバーの如き光ガイド中の光学放射線を循
環することによつて軸に結ぶことができる。この
ことは、鏡をなくすことができ且つ干渉計は環状
干渉計となる。環状干渉計で用いられる相対論的
慣性効果はサグナツク効果と呼ばれ、そのとき干
渉計はジヤイロメータと呼ばれる。
構成した干渉計に関する。マイケルソン干渉計
は、一般に、単色放射線源、鏡によつて終端した
2つの測定アームに供給する、例えば半透明板の
如く光学ビームスプリツター手段、及び2つの測
定アームに沿つて往復運動をした放射線を光学ス
プリツター手段を介して重ね合せるように配置さ
れた放射線検出器から成る。このような装置は、
測定アームに沿う光学放射線の伝播に影響するよ
うな多数の物理量を測定することが可能である。
これらの物理量のあるものは、測定アームの各々
における光学放射線の伝播方向がどのようなもの
であろうと、同一の伝達遅延を発生させる相反効
果を生じさせる。他の物理量は光学放射線の伝播
の関数として異なつたように伝達遅延に影響する
非相反効果に導く。通常考えられる非相反効果は
フアラデイー効果及び相対論的慣性効果である。
フアラデイー効果は、磁界が好ましい電子スピン
配向を生じさせるような材料媒質から測定アーム
が成るとき、生じる。この効果を用いることによ
つて、干渉計で電流の測定に適用できるものであ
る。この場合、測定アームは、各端で励振される
光フアイバーの如き光ガイド中の光学放射線を循
環することによつて軸に結ぶことができる。この
ことは、鏡をなくすことができ且つ干渉計は環状
干渉計となる。環状干渉計で用いられる相対論的
慣性効果はサグナツク効果と呼ばれ、そのとき干
渉計はジヤイロメータと呼ばれる。
相反効果は空間または材料媒質の対称性の破壊
とは関連がない。これらの相反効果は、測定アー
ムが機械的、光学的または熱的応力の源であると
き観察される。
とは関連がない。これらの相反効果は、測定アー
ムが機械的、光学的または熱的応力の源であると
き観察される。
マイケルソン干渉計が特定の物理量を測定する
ために用いられるとき、一般に、干渉計は測定を
誤まらせるかもしれない他の物理量に対しても感
応する。
ために用いられるとき、一般に、干渉計は測定を
誤まらせるかもしれない他の物理量に対しても感
応する。
相反効果の場合、測定アームの端に従来通り嵌
合した鏡は測定アームを実際の2倍に表し、この
ことは非相反効果を測定しようと望む際には主要
な欠点となる。
合した鏡は測定アームを実際の2倍に表し、この
ことは非相反効果を測定しようと望む際には主要
な欠点となる。
さらに、共役波頭の形態で入射波頭を反射する
ことができる光屈折媒質の使用に基づく光学反射
系は周知である。普通の鏡は、その鏡に光を照射
している物体ではない虚像の物体からあたかも光
がくるように光を反射する。しかし、光屈折媒質
は、共役位相を有する波頭を反射し、物体からの
放射線と同形写像関係の放射線を物体に戻す。相
反効果の場合に、この相互作用的反射は、もしそ
れらの効果が放射線の往復路中に変化されず、光
屈折媒質がこれらの効果の変化に適応できるなら
ば、そのような効果に無感応であることを保証す
る。しかしながら、相反効果を打消す能力は非相
反効果の干渉測定に対して不利になるものでな
く、環状干渉計に対して従来から占められていた
分野にマイケルソン干渉計の使用に対する新しい
可能性を与えるものである。
ことができる光屈折媒質の使用に基づく光学反射
系は周知である。普通の鏡は、その鏡に光を照射
している物体ではない虚像の物体からあたかも光
がくるように光を反射する。しかし、光屈折媒質
は、共役位相を有する波頭を反射し、物体からの
放射線と同形写像関係の放射線を物体に戻す。相
反効果の場合に、この相互作用的反射は、もしそ
れらの効果が放射線の往復路中に変化されず、光
屈折媒質がこれらの効果の変化に適応できるなら
ば、そのような効果に無感応であることを保証す
る。しかしながら、相反効果を打消す能力は非相
反効果の干渉測定に対して不利になるものでな
く、環状干渉計に対して従来から占められていた
分野にマイケルソン干渉計の使用に対する新しい
可能性を与えるものである。
本発明は、光屈折鏡を持つマイケルソン干渉計
において、単色放射線源と、反射体で終端した2
つの測定アームに放射線の第1及び第2部分を分
配する光学ビームスプリツターと、及び前記アー
ムに沿つて往復した放射線の第1及び第2部分を
光学スプリツターを介して重ね合せるように集め
るように配置した光検出器と、を有し、第1及び
第2放射線部分が光屈折媒質内で交叉し、反射体
が垂直入射の下で光屈折媒質を横切つた放射線の
第1部分を反射するように配置されていることを
特徴とする干渉計に関するものである。
において、単色放射線源と、反射体で終端した2
つの測定アームに放射線の第1及び第2部分を分
配する光学ビームスプリツターと、及び前記アー
ムに沿つて往復した放射線の第1及び第2部分を
光学スプリツターを介して重ね合せるように集め
るように配置した光検出器と、を有し、第1及び
第2放射線部分が光屈折媒質内で交叉し、反射体
が垂直入射の下で光屈折媒質を横切つた放射線の
第1部分を反射するように配置されていることを
特徴とする干渉計に関するものである。
次ぎに本発明の添付図面を参照して説明する。
第1図は、従来の鏡の代わりに光屈折性反射体を
用いてマイケルソン干渉計とは異なる2つのアー
ムを有する干渉計を示す。
第1図は、従来の鏡の代わりに光屈折性反射体を
用いてマイケルソン干渉計とは異なる2つのアー
ムを有する干渉計を示す。
従来のマイケルソン干渉計と共通に、図示の干
渉計は、例えば、平らな半反射板によつて構成さ
れた光学スプリツター2の方向にビーム11を放
出する単色放射源1を有する。スプリツター2に
入る入射放射線11は第1の透過部分12及び第
2の反射部分14に分割される。
渉計は、例えば、平らな半反射板によつて構成さ
れた光学スプリツター2の方向にビーム11を放
出する単色放射源1を有する。スプリツター2に
入る入射放射線11は第1の透過部分12及び第
2の反射部分14に分割される。
透過部分12はレンズ4によつて第1の光ガイ
ド6の入口Aに焦点が結ばれ、光ガイドこの放射
線部分を出口Bで再放出する。
ド6の入口Aに焦点が結ばれ、光ガイドこの放射
線部分を出口Bで再放出する。
反射部分14は鏡3によつてレンズ5に向けら
れ、レンズ5は第2の光ガイド7の入口Cに放射
線15の焦点を合せる。光ガイド7の端Dは発散
ビームを放射し、この発散ビームは導波管6の端
Bによつて放射した発散ビームと出合う。従来の
マイケルソン干渉計の場合には、2つの放射線部
分をビームスプリツター2に反射してビーム13
中で重ね合せを保証するために、端B及びDを金
属化することが可能である。これらの2つの放射
線部分の干渉は光検出器10で検出され、ひかり
検出器は干渉じまの変化を表わす信号S(T)を
供給する。したがつて、干渉計の2つの測定アー
ムは、一方の素子4,6及び他方の素子3,5,
7から成る。
れ、レンズ5は第2の光ガイド7の入口Cに放射
線15の焦点を合せる。光ガイド7の端Dは発散
ビームを放射し、この発散ビームは導波管6の端
Bによつて放射した発散ビームと出合う。従来の
マイケルソン干渉計の場合には、2つの放射線部
分をビームスプリツター2に反射してビーム13
中で重ね合せを保証するために、端B及びDを金
属化することが可能である。これらの2つの放射
線部分の干渉は光検出器10で検出され、ひかり
検出器は干渉じまの変化を表わす信号S(T)を
供給する。したがつて、干渉計の2つの測定アー
ムは、一方の素子4,6及び他方の素子3,5,
7から成る。
本発明によると、第1図の干渉計は、光屈折媒
質8及び2つの測定アーム内を循環した放射線部
分をBからAに及びDからCに反射するための凹
状球面鏡9を用いる。凹状球面鏡9は、端Bから
の球面波頭が垂直入射の下で反射して端Bに焦点
が結ばれるように、媒質8を横切つて端Bからの
球面波頭を受けるように配列されている。媒質8
の存在を除いたが、光ガイド6のこの反射性端は
従来の性質を有するものである。
質8及び2つの測定アーム内を循環した放射線部
分をBからAに及びDからCに反射するための凹
状球面鏡9を用いる。凹状球面鏡9は、端Bから
の球面波頭が垂直入射の下で反射して端Bに焦点
が結ばれるように、媒質8を横切つて端Bからの
球面波頭を受けるように配列されている。媒質8
の存在を除いたが、光ガイド6のこの反射性端は
従来の性質を有するものである。
光ガイド7の反射性端に関しては、光屈折媒質
8は鏡9及び端Bからポンピング放射線と共働
し、端Dによつて放出された放射線の共役位相を
有し且つ同時に収れんする放射線を端Dに戻す。
8は鏡9及び端Bからポンピング放射線と共働
し、端Dによつて放出された放射線の共役位相を
有し且つ同時に収れんする放射線を端Dに戻す。
光屈折性媒質は、酸化ビスマス・シリコン
(BSO)酸化ビスマス・ゲルマニユーム(BGO)、
チタン酸バリウムBaTiO3およびニオビウム酸カ
リウムKNbO3の結晶であることができる。
(BSO)酸化ビスマス・ゲルマニユーム(BGO)、
チタン酸バリウムBaTiO3およびニオビウム酸カ
リウムKNbO3の結晶であることができる。
光屈折性媒質は、入射光子がチヤージキヤリヤ
を形成するような光励起自在の媒質であり、チヤ
ージキヤリヤは、照明が光領域と交互に変わる暗
領域を有するとき、材質中に拡散できる。この媒
質は、また電気光学性でもあり、内部電界によつ
て形成される屈折率変化を観察でき、そのことは
チヤージキヤリヤの移動から生じる。これらの特
性に基づいて、信号ビーム及びポンピングビーム
の干渉を光屈折媒質に持たらすことによつて光屈
折媒質を光学的に条件付けることがてきる。干渉
じまパターンは、ポンピングビームを回折するこ
とによつて共役信号ビームを発生させることがで
きるインデツクスラインを発生する。このこと
は、媒質を通過するポンピングビームが逆戻しを
保証する鏡によつて媒質に反射されるとき、4波
式干渉計方法にしたがつて形成される。
を形成するような光励起自在の媒質であり、チヤ
ージキヤリヤは、照明が光領域と交互に変わる暗
領域を有するとき、材質中に拡散できる。この媒
質は、また電気光学性でもあり、内部電界によつ
て形成される屈折率変化を観察でき、そのことは
チヤージキヤリヤの移動から生じる。これらの特
性に基づいて、信号ビーム及びポンピングビーム
の干渉を光屈折媒質に持たらすことによつて光屈
折媒質を光学的に条件付けることがてきる。干渉
じまパターンは、ポンピングビームを回折するこ
とによつて共役信号ビームを発生させることがで
きるインデツクスラインを発生する。このこと
は、媒質を通過するポンピングビームが逆戻しを
保証する鏡によつて媒質に反射されるとき、4波
式干渉計方法にしたがつて形成される。
第1図は、端Bから出て光屈折媒質8を横切る
放射線が垂直入射の下で鏡9の反射表面に達し、
この鏡が媒質8を横切つた放射線を端Bに戻すこ
とを示している。この放射線は光屈折媒質8のポ
ンピングビームと考えることができる。
放射線が垂直入射の下で鏡9の反射表面に達し、
この鏡が媒質8を横切つた放射線を端Bに戻すこ
とを示している。この放射線は光屈折媒質8のポ
ンピングビームと考えることができる。
光ガイド7の端Dからの放射線は、したがつて
信号ビームを構成し、この信号ビームは光屈折媒
質8内でポンピングビームと干渉する。この干渉
は光屈折媒質の屈折特性を空間的に変調し、イン
デツクスライン系の形成に導き、インデツクスラ
イン系は信号ビーム中に含まれる放射線の構造体
の動的ホログラムであると考えることができる。
球面鏡9に対する垂直反射後、光屈折媒質8を横
切るポンピング放射線を受けとることによつて、
動的ホログラムは光ガイド7の端Dに向かつて、
端Dから出た放射線の共役再生を回折する。もし
光屈折媒質の方向に端Dから出る放射線が進行電
磁波であるならば、共役再生は位相ずれの符号が
変わつた異種同形の波頭を有する後退電磁波であ
り、後者は、基準としてポンピングビームの位相
基準を取ることによつて評価されうる。
信号ビームを構成し、この信号ビームは光屈折媒
質8内でポンピングビームと干渉する。この干渉
は光屈折媒質の屈折特性を空間的に変調し、イン
デツクスライン系の形成に導き、インデツクスラ
イン系は信号ビーム中に含まれる放射線の構造体
の動的ホログラムであると考えることができる。
球面鏡9に対する垂直反射後、光屈折媒質8を横
切るポンピング放射線を受けとることによつて、
動的ホログラムは光ガイド7の端Dに向かつて、
端Dから出た放射線の共役再生を回折する。もし
光屈折媒質の方向に端Dから出る放射線が進行電
磁波であるならば、共役再生は位相ずれの符号が
変わつた異種同形の波頭を有する後退電磁波であ
り、後者は、基準としてポンピングビームの位相
基準を取ることによつて評価されうる。
前述のことに基づいて、光屈折媒質8のライン
パターンは干渉計の第2測定アームの端Dに対し
て反射鏡として働らく。この反射機能は、もし鏡
9によるポンピング放射線の反射が波頭の形状を
保持するならば、信号ビームに特殊な条件を与え
ない。このように、単一モード光ガイド6が選ば
れ、放射線源1は適当なコヒーレントの長さを有
する放射線を供給することができなければならな
い。放射線源1は、例えば、ヘリウム−ネオンレ
ーザーまたは単一モード半導体レーザーである。
干渉発振モードをなくすためのモードフイルター
を用いることも可能であり、このために、光学ス
プリツター2は、単一モード光ガイドを持つ集積
光学回路の形状のとき有効である。
パターンは干渉計の第2測定アームの端Dに対し
て反射鏡として働らく。この反射機能は、もし鏡
9によるポンピング放射線の反射が波頭の形状を
保持するならば、信号ビームに特殊な条件を与え
ない。このように、単一モード光ガイド6が選ば
れ、放射線源1は適当なコヒーレントの長さを有
する放射線を供給することができなければならな
い。放射線源1は、例えば、ヘリウム−ネオンレ
ーザーまたは単一モード半導体レーザーである。
干渉発振モードをなくすためのモードフイルター
を用いることも可能であり、このために、光学ス
プリツター2は、単一モード光ガイドを持つ集積
光学回路の形状のとき有効である。
反射鏡が干渉計の2つの測定アームの端B及び
Dからの放射線の光学屈折媒質8中の相互作用か
ら生ずる動的ホログラムによつて構成されると
き、多数の結果が得られる。これらの結果の1つ
は、第2の干渉計アームが不利益なしに多重モー
ド光フアイバ7から成ることができることであ
る。他の結果は干渉計の測定アームで生じる往復
及び非往復結果を考慮し且つもし適用できるなら
ば動的ホログラムを達成するときを考慮すること
によつて理解できる。
Dからの放射線の光学屈折媒質8中の相互作用か
ら生ずる動的ホログラムによつて構成されると
き、多数の結果が得られる。これらの結果の1つ
は、第2の干渉計アームが不利益なしに多重モー
ド光フアイバ7から成ることができることであ
る。他の結果は干渉計の測定アームで生じる往復
及び非往復結果を考慮し且つもし適用できるなら
ば動的ホログラムを達成するときを考慮すること
によつて理解できる。
作動モードの記載を明瞭にするために、最初に
干渉計の第2アームにだけ影響を与える相反及び
非相反効果の干渉じま変位による検知について勉
強し、その後第1測定アームの場合に何が起るか
について考えよう。
干渉計の第2アームにだけ影響を与える相反及び
非相反効果の干渉じま変位による検知について勉
強し、その後第1測定アームの場合に何が起るか
について考えよう。
相反効果がC及びD間で位相ずれ△φを発生す
ると仮定すると、同じ位相ずれが第2測定アーム
に沿う帰路中にD及びC間でも生ずる。この場
合、光屈折媒質の反射効果は端Dに伝達される共
役位相−△φを持つ信号ビームに導く。第2の干
渉計のアーム中の放射線の往路及び復路に対する
相反効果によつて生じる位相ずれの代数和は確立
した作動モード中に干渉じま変位を生じさせな
い。干渉計は相反効果に対して無感応であり、一
方従来の鏡の場合には、2△φに比例する干渉じ
まの変化が存在した。相反効果に対する無感応性
は、もし相反効果が往路及び復路の間で変化があ
るばあい(実際には極めて迅速な変化である)、
不完全なものである。しかしながら、光屈折媒質
を適応する能力は、敏感に動的ホログラムに引き
継がれる相反効果の遅い変化に導き、一方もつと
も早い変化は遅延に導き、その結果としてこの種
の変化は干渉じまの変化によつて識別される。光
屈折材料の性質、ラインの間隔、放射強度及び外
部電界の存在に作用することによつて、動的ホロ
グラムを確立をする時間を計測する時定数を決め
ることが可能である。このことは、相反効果の選
択的検出の目的でハイパスフイルターの特性を干
渉計に属させることを可能にする。
ると仮定すると、同じ位相ずれが第2測定アーム
に沿う帰路中にD及びC間でも生ずる。この場
合、光屈折媒質の反射効果は端Dに伝達される共
役位相−△φを持つ信号ビームに導く。第2の干
渉計のアーム中の放射線の往路及び復路に対する
相反効果によつて生じる位相ずれの代数和は確立
した作動モード中に干渉じま変位を生じさせな
い。干渉計は相反効果に対して無感応であり、一
方従来の鏡の場合には、2△φに比例する干渉じ
まの変化が存在した。相反効果に対する無感応性
は、もし相反効果が往路及び復路の間で変化があ
るばあい(実際には極めて迅速な変化である)、
不完全なものである。しかしながら、光屈折媒質
を適応する能力は、敏感に動的ホログラムに引き
継がれる相反効果の遅い変化に導き、一方もつと
も早い変化は遅延に導き、その結果としてこの種
の変化は干渉じまの変化によつて識別される。光
屈折材料の性質、ラインの間隔、放射強度及び外
部電界の存在に作用することによつて、動的ホロ
グラムを確立をする時間を計測する時定数を決め
ることが可能である。このことは、相反効果の選
択的検出の目的でハイパスフイルターの特性を干
渉計に属させることを可能にする。
C及びDの間の非相反効果が位相ずれ△θを発
生すると仮定すると、D及びC間で発生した位相
ずれか−△θである。非相反効果が両者の場合同
一振幅を有する(実際、通常そうではあるが)と
仮定する。光屈折媒質8が共役位相ずれ−△θを
発生すると、第2測定アーム中の往路及び復路は
位相ずれ−2△θを導き、この位相ずれは干渉じ
まの変位を発生する。もし、従来の鏡であるなら
ば、非相反効果は干渉じまの変位を発生させな
い。したがつて、第1図の干渉計はフアラデイー
効果を介して電流を測定するまたは相対論的効果
によつて旋回速度を測定するのに用いることがで
きる。この種の用途において、導電体が光ガイド
6及び7の少なくとも1つに巻かれるか、または
光ガイドの少なくとも1つが、環状干渉計の場合
に、マンドレルのまわりに巻かれる。
生すると仮定すると、D及びC間で発生した位相
ずれか−△θである。非相反効果が両者の場合同
一振幅を有する(実際、通常そうではあるが)と
仮定する。光屈折媒質8が共役位相ずれ−△θを
発生すると、第2測定アーム中の往路及び復路は
位相ずれ−2△θを導き、この位相ずれは干渉じ
まの変位を発生する。もし、従来の鏡であるなら
ば、非相反効果は干渉じまの変位を発生させな
い。したがつて、第1図の干渉計はフアラデイー
効果を介して電流を測定するまたは相対論的効果
によつて旋回速度を測定するのに用いることがで
きる。この種の用途において、導電体が光ガイド
6及び7の少なくとも1つに巻かれるか、または
光ガイドの少なくとも1つが、環状干渉計の場合
に、マンドレルのまわりに巻かれる。
さて、今は、第1測定アームに適用される相反
または非相反効果の干渉計的検出を考える問題が
ある。
または非相反効果の干渉計的検出を考える問題が
ある。
第2図は、第1図の本質的要素を概略的に示
し、第1測定アームにおいて、仮相的光源100
が位相変位による相反効果の現われを△φで表示
し且つ位相変位による非相反効果を現れを△θで
表示している。
し、第1測定アームにおいて、仮相的光源100
が位相変位による相反効果の現われを△φで表示
し且つ位相変位による非相反効果を現れを△θで
表示している。
実際の矢印は相反効果の結果として得られる位
相変位と関連する放射線循環を表す。点線の矢印
は非相反効果に対する同種の情報を与える。
相変位と関連する放射線循環を表す。点線の矢印
は非相反効果に対する同種の情報を与える。
相反効果に関して板2から始めると、ポンピン
グ波が位相ずれ△φで媒質8に達し、この位相ず
れは復路中に相反効果がそれを2倍にするまで保
持される。光屈折媒質内の相互作用は位相ずれ△
φを集積し、しかし、共役信号放射線の発生中ポ
ンピング波の位相ずれ△φが点線によつて第2図
中に表されたインデツクスパターンの位相ずれ△
φに加えられる。その結果、2つの測定アームに
よつて板2に戻された賦射エネルギーは、干渉じ
まが検出器10によつて検出されないように、同
一位相ずれ2△φを受ける。
グ波が位相ずれ△φで媒質8に達し、この位相ず
れは復路中に相反効果がそれを2倍にするまで保
持される。光屈折媒質内の相互作用は位相ずれ△
φを集積し、しかし、共役信号放射線の発生中ポ
ンピング波の位相ずれ△φが点線によつて第2図
中に表されたインデツクスパターンの位相ずれ△
φに加えられる。その結果、2つの測定アームに
よつて板2に戻された賦射エネルギーは、干渉じ
まが検出器10によつて検出されないように、同
一位相ずれ2△φを受ける。
非相反効果の場合、位相ずれ△θ及び2△θは
光屈折媒質8の位置で同一の関係に従うが、第1
測定アームからくる、板2によつて戻りに集めら
れた放射線の位相ずれはない。このようにして、
検出器10は2△θに比例する干渉じまの変位を
検出する。重ね合せ効果の原理によつて、一般の
場合は前述のことと同じになる。
光屈折媒質8の位置で同一の関係に従うが、第1
測定アームからくる、板2によつて戻りに集めら
れた放射線の位相ずれはない。このようにして、
検出器10は2△θに比例する干渉じまの変位を
検出する。重ね合せ効果の原理によつて、一般の
場合は前述のことと同じになる。
第3図は、第1図で採用した形状を有する光屈
折媒質の作用を示す。第1測定アームの端Bに集
められた波頭Σpのポンピング波は第2測定アー
ムの端Dからの波頭Σoの信号波と干渉する。し
たがつて、インデツクスライン16は媒質8中に
生じる。中心Bの鏡9によつて反射したポンピン
グ波は波頭Σr pを有し、この波頭は端Bに向かつ
て軸線Xに沿つて上昇する。この波はライン16
で回折され、信号波の共役再生を起こす。この再
生は共役波頭Σ* pを有することを特徴とし、波頭
は第2測定アームの端Dに向かつて集まる。
折媒質の作用を示す。第1測定アームの端Bに集
められた波頭Σpのポンピング波は第2測定アー
ムの端Dからの波頭Σoの信号波と干渉する。し
たがつて、インデツクスライン16は媒質8中に
生じる。中心Bの鏡9によつて反射したポンピン
グ波は波頭Σr pを有し、この波頭は端Bに向かつ
て軸線Xに沿つて上昇する。この波はライン16
で回折され、信号波の共役再生を起こす。この再
生は共役波頭Σ* pを有することを特徴とし、波頭
は第2測定アームの端Dに向かつて集まる。
第4図に示す配列は、光屈折媒質8と端B及び
Dとの間にコリメータリンズ17及び18を有す
る。光屈折媒質8は2つの垂直な軸線X及びYに
直角な小面を有する。この配列は、比較的密な干
渉じまパターン19を得ることができ、干渉じま
パターンにおいて、干渉じまは軸線光屈折鏡及び
Yの二等分線の一つに垂直な面にしたがつて分布
される。この場合、鏡9は平らであり、第2測定
アームの端に対して通路を与える必要はない。干
渉じまパターン19によつて誘起されたインデツ
クスライン格子20は作用領域の全体にわたつて
同一であり、このことは均質な動的応答を得るこ
とを可能にする。媒質8の2つの隣接する小面に
よる放射線の接近はおおくの点で有利である。
Dとの間にコリメータリンズ17及び18を有す
る。光屈折媒質8は2つの垂直な軸線X及びYに
直角な小面を有する。この配列は、比較的密な干
渉じまパターン19を得ることができ、干渉じま
パターンにおいて、干渉じまは軸線光屈折鏡及び
Yの二等分線の一つに垂直な面にしたがつて分布
される。この場合、鏡9は平らであり、第2測定
アームの端に対して通路を与える必要はない。干
渉じまパターン19によつて誘起されたインデツ
クスライン格子20は作用領域の全体にわたつて
同一であり、このことは均質な動的応答を得るこ
とを可能にする。媒質8の2つの隣接する小面に
よる放射線の接近はおおくの点で有利である。
明らかに、本発明は測定アーム中に導波管を有
する干渉計の場合に限定されるものではない。第
5図は本発明の干渉計の構造上の変形を示し、ポ
ンピング放射線を運ぶ第1測定アームが鏡3を組
込んでいるものである。信号放射線を運ぶ第2測
定アームは、光屈折媒質8中で角度αの下でポン
ピングビーム及び信号ビームの交叉を得るのに用
いられる鏡21及び22を組込んでいる。ポンピ
ングビームの帰路は鏡23によつて保証されてい
る。透明セル28の形状の相反効果発生素子が第
2測定アーム中に導入され且つこの素子には加圧
空気源に連結したチユーブ29が設けられてお
り、加圧空気の値は変動できるものである。チヤ
ージキヤリヤの変動を加速するために、電極25
及び26が光屈折媒質8の2つの対向する小面上
に配置され電気分極発生器27に連結されてい
る。点線で示す従来の鏡M1及びM2は従来のマイ
ケルソン干渉計の構造を示し、本発明の基礎を示
すものである。
する干渉計の場合に限定されるものではない。第
5図は本発明の干渉計の構造上の変形を示し、ポ
ンピング放射線を運ぶ第1測定アームが鏡3を組
込んでいるものである。信号放射線を運ぶ第2測
定アームは、光屈折媒質8中で角度αの下でポン
ピングビーム及び信号ビームの交叉を得るのに用
いられる鏡21及び22を組込んでいる。ポンピ
ングビームの帰路は鏡23によつて保証されてい
る。透明セル28の形状の相反効果発生素子が第
2測定アーム中に導入され且つこの素子には加圧
空気源に連結したチユーブ29が設けられてお
り、加圧空気の値は変動できるものである。チヤ
ージキヤリヤの変動を加速するために、電極25
及び26が光屈折媒質8の2つの対向する小面上
に配置され電気分極発生器27に連結されてい
る。点線で示す従来の鏡M1及びM2は従来のマイ
ケルソン干渉計の構造を示し、本発明の基礎を示
すものである。
光検出器10における干渉じまのコントラスト
を改良するために、検光子31がビームスプリツ
ター2と光検出器10との間に配置されている。
ビームスプリツター2及び光屈折媒質8の間に配
置した偏光子30は、媒質8の旋回力の関数とし
ての減衰波を帰路において検光子31に供給する
ために、光屈折媒質8及び反射媒質23の間に置
かれた四分の一波長24と共働する。検光子31
はまただ円偏光を有する回折した信号波を帰路に
受けとる。検光子31は最良の干渉じまコントラ
ストを得るように回動され、そのコントラストは
光屈折媒質8の回折効率に依存するものである。
を改良するために、検光子31がビームスプリツ
ター2と光検出器10との間に配置されている。
ビームスプリツター2及び光屈折媒質8の間に配
置した偏光子30は、媒質8の旋回力の関数とし
ての減衰波を帰路において検光子31に供給する
ために、光屈折媒質8及び反射媒質23の間に置
かれた四分の一波長24と共働する。検光子31
はまただ円偏光を有する回折した信号波を帰路に
受けとる。検光子31は最良の干渉じまコントラ
ストを得るように回動され、そのコントラストは
光屈折媒質8の回折効率に依存するものである。
チユーブ29に低周波数パルス化空気が供給さ
れると、光検出器10によつて供給される信号S
(t)は変化しない。パルス周波数が増加すると、
信号S(t)はパルス化に著しく良く応答する。
その理由は、動的ホログラムの慣性が効果を有
し、セル28で発生された相反効果の完全な補償
に反対するようになるからである。このハイパス
フイルター特性は、遅い干渉によつて邪魔されな
いで圧力の交流成分を検出することが望まれると
き、有効である。このような場合は、具体的に
は、遅い変化の静圧の存在の下で超音波放射を検
出する際生じる。動的ホログラムの慣性は非相反
効果の検出においてローパスフイルター効果を有
する。
れると、光検出器10によつて供給される信号S
(t)は変化しない。パルス周波数が増加すると、
信号S(t)はパルス化に著しく良く応答する。
その理由は、動的ホログラムの慣性が効果を有
し、セル28で発生された相反効果の完全な補償
に反対するようになるからである。このハイパス
フイルター特性は、遅い干渉によつて邪魔されな
いで圧力の交流成分を検出することが望まれると
き、有効である。このような場合は、具体的に
は、遅い変化の静圧の存在の下で超音波放射を検
出する際生じる。動的ホログラムの慣性は非相反
効果の検出においてローパスフイルター効果を有
する。
光屈折媒質8が第5図中に鏡3及び21から出
る放射線の交叉に位置決めされることを邪魔する
ものは何もない。鏡22は省略できるが、電極2
6は、そのときは、透明電極である。
る放射線の交叉に位置決めされることを邪魔する
ものは何もない。鏡22は省略できるが、電極2
6は、そのときは、透明電極である。
第1図は、本発明の干渉計の第1実施例を示す
図である。第2図は、第1図の概略図に関連する
説明図である。第3図及び第4図は第1図の装置
の構成詳細図である。第5図は、本発明の干渉計
の他の実施例である。 1:単色放射線源、2:光学スプリツター、1
1:ビーム、12:透過部分、14:反射部分、
6,7:光ガイド、3:鏡、5:レンズ、8:光
屈折媒質、A,B,C,D,:端。
図である。第2図は、第1図の概略図に関連する
説明図である。第3図及び第4図は第1図の装置
の構成詳細図である。第5図は、本発明の干渉計
の他の実施例である。 1:単色放射線源、2:光学スプリツター、1
1:ビーム、12:透過部分、14:反射部分、
6,7:光ガイド、3:鏡、5:レンズ、8:光
屈折媒質、A,B,C,D,:端。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 光屈折鏡を持つマイケルソン干渉計におい
て、単色光源と、反射体で終端する2つの測定ア
ームに、前記単色光源からの光ビームの第1及び
第2部分を分配する光学ビームスプリツターと、
前記2つの測定アームに沿つて往復した光ビーム
の第1及び第2部分を光学スプリツターを介して
重ね合せて集めるように配置した光検出器とを有
し、前記光ビームの第1及び第2部分が光屈折媒
質内で交叉し、反射体が、光屈折媒質を横切つて
垂直入射する光ビームの前記第1部分を反射する
ように配置されていることを特徴とする干渉計。 2 アームの少なくとも1つが単一モード光ガイ
ドを有することを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の干渉計。 3 光屈折媒質中で相互作用する波の少なくとも
1つが球面波であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項又は第2項のいずれかに記載の干渉
計。 4 光屈折媒質中で相互作用する波の少なくとも
1つは平面波であることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の干渉計。 5 電気的分極手段が光屈折媒質に関連すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の干渉
計。 6 反射体が球面鏡であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の干渉計。 7 反射体が平面鏡であることを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の干渉計。 8 測定アームの少なくとも1つが多モード光ガ
イドであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の干渉計。 9 測定アームの少なくとも1つが非相反効果を
検出するように配列されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の干渉計。 10 非相反効果が測定アームの少なくとも1つ
の内にある材料媒質の存在に関連していることを
特徴とする特許請求の範囲第9項に記載の干渉
計。 11 偏光手段が測定アーム中に挿入され、4分
の1波長板が光屈折媒質及び反射体の間に挿入さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の干渉計。 12 光屈折媒質として用いられる材料が酸化ビ
スマス−シリコン、酸化ビスマス−ゲルマニウ
ム、チタン酸バリウム及びニオビウム酸カリウム
を含む群から選ばれることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の干渉計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8120958A FR2516232B1 (fr) | 1981-11-09 | 1981-11-09 | Interferometre de type michelson a miroir photorefractif |
| FR8120958 | 1981-11-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892902A JPS5892902A (ja) | 1983-06-02 |
| JPH0236166B2 true JPH0236166B2 (ja) | 1990-08-15 |
Family
ID=9263827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57196671A Granted JPS5892902A (ja) | 1981-11-09 | 1982-11-09 | 光屈折鏡を持つマイケルソン干渉計 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4571080A (ja) |
| EP (1) | EP0079268B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5892902A (ja) |
| DE (1) | DE3276839D1 (ja) |
| FR (1) | FR2516232B1 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2541767B1 (fr) * | 1983-02-25 | 1986-11-21 | Thomson Csf | Hydrophone a fibre optique |
| FR2554596B1 (fr) * | 1983-11-04 | 1985-12-27 | Thomson Csf | Dispositif interferometrique de mesure d'une vitesse de rotation angulaire |
| US4803429A (en) * | 1986-09-15 | 1989-02-07 | California Institute Of Technology | Recovering polarization of light of arbitrary polarization propagating through distoring medium by phase conjugation reflection back through said medium |
| US4859844A (en) * | 1988-02-24 | 1989-08-22 | Hughes Aircraft Company | Comb filter pressure/temperature sensing system |
| US4921353A (en) * | 1988-07-05 | 1990-05-01 | Rockwell International Corporation | High speed photorefractive image comparator |
| US4938596A (en) * | 1989-01-05 | 1990-07-03 | The University Of Rochester | Phase conjugate, common path interferometer |
| GB9014989D0 (en) * | 1990-07-06 | 1990-08-29 | Nat Res Dev | Velocimeters |
| US5018852A (en) * | 1990-08-16 | 1991-05-28 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Motion detection, novelty filtering, and target tracking using an interferometric technique with GaAs phase conjugate mirror |
| GB9104780D0 (en) * | 1991-03-07 | 1991-04-17 | Tatam Ralph P | Apparatus and methods for measuring magnetic fields and electric currents |
| EP1315006A1 (en) * | 1994-06-22 | 2003-05-28 | Fujitsu Limited | Method of producing optical waveguide system, optical device and optical coupler employing the same, optical network and optical circuit board |
| US5854868A (en) * | 1994-06-22 | 1998-12-29 | Fujitsu Limited | Optical device and light waveguide integrated circuit |
| DE19515365C2 (de) * | 1995-05-02 | 1997-11-20 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Faseroptische Lichtschranke |
| FR2754893B1 (fr) * | 1996-10-21 | 1999-01-08 | Sfim Ind | Gyroscope a fibre optique multimode |
| FR2755516B1 (fr) | 1996-11-05 | 1999-01-22 | Thomson Csf | Dispositif compact d'illumination |
| NL1009366C2 (nl) * | 1998-06-10 | 1999-12-13 | Stichting Tech Wetenschapp | Interferometer. |
| FR2784185B1 (fr) | 1998-10-06 | 2001-02-02 | Thomson Csf | Dispositif pour l'harmonisation entre une voie d'emission laser et une voie passive d'observation |
| FR2819061B1 (fr) * | 2000-12-28 | 2003-04-11 | Thomson Csf | Dispositif de controle de polarisation dans une liaison optique |
| EP1351602B1 (en) * | 2001-01-11 | 2006-07-26 | The Johns Hopkins University | Assessment of tooth structure using laser based ultrasonics |
| FR2860291B1 (fr) * | 2003-09-26 | 2005-11-18 | Thales Sa | Dispositif capteur de vitesse de rotation interferometrique a fibre optique |
| US8430059B2 (en) | 2008-06-11 | 2013-04-30 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Precision pen height control for micro-scale direct writing technology |
| FR3049135B1 (fr) * | 2016-03-15 | 2020-02-14 | Cailabs | Dispositf de communications par fibre optique multimode avec composant de compensation de dispersion modale |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2385079A1 (fr) * | 1977-03-23 | 1978-10-20 | Thomson Csf | Dispositif de visualisation, par interferometrie holographique, des deformations de structures deformables |
| FR2416452A2 (fr) * | 1977-03-23 | 1979-08-31 | Thomson Csf | Dispositif de visualisation, par interferometrie holographique, des deformations de structures deformables |
| US4198162A (en) * | 1978-05-23 | 1980-04-15 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Tunable wide angular aperture filter by degenerate four-wave mixing |
| FR2449301A1 (fr) * | 1979-02-16 | 1980-09-12 | Thomson Csf | Dispositif optique de copie d'objets plans |
| FR2466042A1 (fr) * | 1979-09-21 | 1981-03-27 | Thomson Csf | Dispositif d'enregistrement holographique et systeme optique de traitement d'information comportant un tel dispositif |
| FR2482325A1 (fr) * | 1980-05-08 | 1981-11-13 | Thomson Csf | Systeme optique d'observation en temps reel a balayage |
-
1981
- 1981-11-09 FR FR8120958A patent/FR2516232B1/fr not_active Expired
-
1982
- 1982-09-28 US US06/425,698 patent/US4571080A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-10-27 DE DE8282401987T patent/DE3276839D1/de not_active Expired
- 1982-10-27 EP EP82401987A patent/EP0079268B1/fr not_active Expired
- 1982-11-09 JP JP57196671A patent/JPS5892902A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3276839D1 (en) | 1987-08-27 |
| JPS5892902A (ja) | 1983-06-02 |
| FR2516232B1 (fr) | 1986-02-21 |
| FR2516232A1 (fr) | 1983-05-13 |
| US4571080A (en) | 1986-02-18 |
| EP0079268B1 (fr) | 1987-07-22 |
| EP0079268A1 (fr) | 1983-05-18 |
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